研究生陈中宪

研究生：許中立
學號：77871010
論文名稱：有限元素法應用於臺中濁水巷地滑地穩定分析之研究
英文論文名稱：Study on the Jwo-Shoei alley landslide slope stability with application of the finite element analysis method
【中文摘要】
近年來在本省有關於「地滑與崩塌」災害之研究已逐漸受到重視，然而其中以應用
數值方法分析邊坡滑動破壞之相關研究，雖亦曾被提及；如變分分析法與有限元素
分析法等之相關研究；惟其在一般的運用上則尚未見成熟。

本文係以有限元素分析
法中之二維三角形元素，來分割並模擬地滑地邊坡破壞之情形，同時藉著以台中濁
水巷地滑地為驗証之試驗地，而對該地滑地實施調查、觀測與土壤性質試驗。

並與
Taylor氏摩擦圓分析法與Fellenius 氏切片分析法之結果做相互的比較與驗證，以
探討其實用性。

為尋求簡便而合理之邊坡穩定分析方法，以為爾後應用分析時之參
考。

綜合觀測之資料及分析結果，得到以下結論：
1.由應變測定管觀測之結果顯示，本地滑地之日變動量屬於潛在至準確定級，其中
BH2 與BH5 的變動情形較為激烈，且BH5 在觀測期中，已因地層之持續滑動，致
使應變片超出測定範圍而損壞。

2.本地滑地為一順向坡，據應變測定管之觀測，其可能滑動位置如下：BH1 為８公
尺、BH2 為２公尺、BH3 為８公尺、BH4 為４公尺、BH4 為９公尺、3.由室內試驗之結果顯示地表層之崩積層與風化頁岩層間，為各項土壤參數變化較
大之點，加上頁岩層積水後，易使土壤軟化而產生滑動。

4.由有限元素分析法所計算推估之滑動面位置，概略與室外試驗所得者一致，惟以
有限元素分析法推算破壞元素時，最重要之依據即為土壤的強度，如不能正確地
將土壤強度參數與現場配合而輸入計算時，則此種推算方式將會產生巨大的誤差。

5.以有限元素分析法分析地滑地邊坡穩定性時，土壤的應力與應變關係假設為「線
彈性」，故適於在潛在性級地滑的小變形之變動量中討論，如BH2-BH4 之剖面。

至於BH1-BH2 剖面與BH4-BH5 剖面部份，因其變動量較為激烈，較不能以「線彈
性」予於說明，而應以「彈塑性」理論分析之。

6.就本文的有限元素分析法與Taylor氏之摩擦圓弧法及Fellenius 氏之切片法所得
之結果比較，在潛在性地滑地時雖用有限元素分析方法所得之安全因數比摩擦圓
弧法大，而比初片法小，但相差不多。

惟如在準確定級之滑動激烈地區，以有限
元素分析法求得者遠小於摩擦圓弧法與切片法，雖然因其變形過大而使安全係數
之可信度降低，但若單純就邊坡是否穩定之推估觀點，則此數值所代
表之意義將
可以很容易的顯現出來，因分析所採用之依據有些許差異，故其結果僅供參考。

7.本文所用的有限元素分析之網格元素為「等應變三角形元素」，其目的在避開數
值積分之問題，但卻造成輸入資料量所佔記憶體空間過大而無多餘之運算空間，
因而所分割之圖形均較為粗略，若能改選用高階之元素分割且配合電算機之數值
計算，則其分析之結果將更為精確而更具實用性。